問題與挑戰(zhàn)

日新月異的無線電技術(shù)不斷帶來各種創(chuàng)新性的應(yīng)用，特別是在各類大型活動中，從比賽計(jì)時(shí)記分、安保指揮調(diào)度到高清視頻傳輸無不依賴無線電頻譜來完成。同時(shí)，繁榮的數(shù)字社交平臺也帶來了個人無線電設(shè)備的爆發(fā)式發(fā)展，5G、UWB、藍(lán)牙、星閃…..通過手機(jī)和可穿戴設(shè)備充斥在多個頻段。

因此，在大型活動中各類專用和個人無線設(shè)備的密集使用帶來非常復(fù)雜的電磁環(huán)境，任何頻率誤用、諧波、雜散等問題都可能引起無線電干擾并造成嚴(yán)重?fù)p失。在這種情況下，頻譜監(jiān)測已成為世界各地頻譜監(jiān)管機(jī)構(gòu)、運(yùn)營商在各類大型活動保障中普遍采用的必要技術(shù)手段。但大型活動人員密集、空間使用率高且通常只持續(xù)數(shù)天，這為監(jiān)測定位技術(shù)設(shè)施的部署帶來很多額外的要求。

目前，通常的做法是快速部署緊湊型監(jiān)測測向系統(tǒng)來開展監(jiān)測測向任務(wù)。但緊湊型的監(jiān)測測向設(shè)備，特別是測向天線系統(tǒng)受限于天線口徑，測向精度和靈敏度都無法全部滿足監(jiān)測業(yè)務(wù)需求。如下圖所示,大口徑的測向天線會有更大的天線直徑與波長比。

在測向精度方面，大口徑的測向天線優(yōu)于小口徑。但更重要的是，大口徑天線有更好的抗多徑能力，這些無法通過技術(shù)表格來描述，但實(shí)際參加測向業(yè)務(wù)的工程師會深刻體會到這點(diǎn)。

詳細(xì)的論證過程可見ITU頻譜監(jiān)測手冊章節(jié)4.7.1.1.3。

如圖所示，大口徑測向系統(tǒng)通常配置了臺式測向機(jī)，一般不支持便攜式監(jiān)測測向儀表。這造成在接到干擾投訴后，需要分別使用臺式和便攜式儀表完成預(yù)定監(jiān)測和干擾定位任務(wù)。

總的來說，由于無線電應(yīng)用和電磁環(huán)境的復(fù)雜性，監(jiān)測工程師在大型活動現(xiàn)場或關(guān)鍵區(qū)域的快速部署監(jiān)測任務(wù)中將面臨如下主要挑戰(zhàn)：

密集建筑環(huán)境帶來的信號多徑挑戰(zhàn)，要求具備大口徑天線的抗多徑特性；

密集無線電臺和應(yīng)用帶來復(fù)雜電磁環(huán)境挑戰(zhàn)，要求接收機(jī)系統(tǒng)具備精密射頻前端和測向天線的有源無源切換功能；

各類突發(fā)干擾帶來的快速部署和信號定位需求，要求具備可搬移及便攜模式快速切換及融合使用；

大型活動的臨時(shí)性帶來系統(tǒng)部署的便捷性挑戰(zhàn)，要求具備便于快速部署的架構(gòu)和使用模式；

應(yīng)用場景與技術(shù)要求

應(yīng)用場景：

在大型體育場/館或開放場地召開的大型活動的前期電磁環(huán)境測試、現(xiàn)場保護(hù)性監(jiān)測、突發(fā)干擾監(jiān)測與定位；

在無固定監(jiān)測技術(shù)設(shè)施的情況下，在特殊時(shí)期對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施無線電干擾或用頻問題的不間斷監(jiān)測與干擾定位；

技術(shù)需求分析-超短波及6GHz以下頻段技術(shù)需求：

根據(jù)無線電業(yè)務(wù)劃分，20MHz-6GHz的無線電信號需綜合場外大功率發(fā)射臺和場內(nèi)應(yīng)用的疊加效應(yīng)，同時(shí)會受到密集建筑物造成的多徑效應(yīng)影響，故需求大口徑測向天線應(yīng)對信號多徑帶來的信號測向問題；

頻段內(nèi)無線電頻譜有較多復(fù)用情況，密集區(qū)域復(fù)雜電磁環(huán)境需求大口徑測向天線的無源和有源模式可切換及具備精密射頻前端的接收機(jī)，以便應(yīng)對不同的環(huán)境要求；

頻段內(nèi)包括水平極化廣播電視信號和其他不同極化信號，需求天線極化可變；

根據(jù)業(yè)務(wù)模式，發(fā)現(xiàn)干擾后需求便攜式監(jiān)測測向接收機(jī)和定向天線，實(shí)現(xiàn)干擾的抵近查找；

結(jié)合各類復(fù)雜干擾場景和信號留證（記錄）分析需求，需求接收機(jī)系統(tǒng)具備信號I/Q信號記錄功能和信號時(shí)頻聯(lián)合分析功能；

技術(shù)需求分析-6GHz-30GHz頻段要求：

根據(jù)在大型活動中常用的無線電業(yè)務(wù)，最高頻率至30GHz可滿足要求，因此頻率要求達(dá)到30GHz；

在SHF頻段，收到信號傳播特性限制，需求定向天線及相關(guān)有源放大器；

系統(tǒng)架構(gòu)要求：

具備自供電，可為天線系統(tǒng)和監(jiān)測測向設(shè)備供電；

可快速移動，便于快速部署；

羅德與施瓦茨解決方案

為助力無線電監(jiān)管用戶應(yīng)對不斷變化的需求和技術(shù)挑戰(zhàn)，羅德與施瓦茨發(fā)布創(chuàng)新性的快速部署監(jiān)測測向解決方案，在全球范圍內(nèi)享有盛譽(yù)的PR200（可點(diǎn)擊下載）便攜式監(jiān)測測向接收機(jī)將可連接高性能的大口徑相關(guān)干涉監(jiān)測測向一體化天線，實(shí)現(xiàn)真正意義的快速部署并兼顧監(jiān)測測向性能，有效提高在大型活動中的監(jiān)測測向技術(shù)能力，減輕監(jiān)測工程師的工作負(fù)擔(dān)并提高無線電安全保障能力。

特別是在可搬移或半固定狀態(tài)下，監(jiān)測工程師可以在發(fā)現(xiàn)干擾信號或故障設(shè)備信號后，立即攜帶PR200及其配套定向天線組開展抵近干擾信號定位。這種架構(gòu)不僅減少了投入設(shè)備的數(shù)量和投資，還可提高系統(tǒng)的使用效率并符合監(jiān)測測向業(yè)務(wù)開展邏輯。

羅德與施瓦茨的某客戶使用電動助力推車平臺搭建了快速部署的監(jiān)測測向系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)圖為實(shí)際比例尺，可看到PR200接收機(jī)通過單線束連接到ADD597（可點(diǎn)擊下載）監(jiān)測測向天線，在20MHz-8GHz頻率范圍內(nèi)的開展監(jiān)測和測向業(yè)務(wù)。在發(fā)現(xiàn)可疑信號后，監(jiān)測工程師可立即從電動推車平臺上取下PR200實(shí)施干擾源抵近定位。電動助力推車可有效減輕工作人員負(fù)擔(dān)，并實(shí)現(xiàn)半固定長期監(jiān)測。

系統(tǒng)組成：

R&S PR200便攜式監(jiān)測測向接收機(jī)

R&S ADD597監(jiān)測測向一體化天線

電動推車平臺及配件（圖片參考客戶自建系統(tǒng)，非R&S產(chǎn)品）

系統(tǒng)核心技術(shù)參數(shù)：

監(jiān)測測向頻率范圍：20MHz-8GHz

監(jiān)測測向一體化天線，20MHz-8GHz垂直水平極化

20MHz-1.3GHz天線有源無源可切換

突發(fā)短時(shí)信號捕獲能力100% POI: 750ns

測向能力：40MHz寬帶測向

40MHz IQ數(shù)據(jù)的輸出

開放軟件接口，支持系統(tǒng)二次開發(fā)和集成

系統(tǒng)支持R&S臺式接收機(jī)ESMW、ESME和ESMD及緊湊型接收機(jī)EM200與PR200復(fù)用ADD597測向天線，即系統(tǒng)可無縫升級為多接收通道系統(tǒng)。系統(tǒng)支持車載安裝。

頻段掃描結(jié)合測向功能圖示

實(shí)時(shí)頻譜與瀑布圖功能圖示

時(shí)分信號分析-門控頻譜功能圖示（可通過時(shí)域門定位時(shí)分系統(tǒng)上行干擾）

信號手動與自動測向功能圖示

審核編輯：劉清